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1、2022年(新課程)高中數(shù)學(xué)《第二章 平面向量》質(zhì)量評(píng)估 新人教A版必修4
一、選擇題(本大題共10小題,每小題5分,共50分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)
1.給出下列等式:(1)a·0?。?;(2)0·a=0;(3)若a,b同向共線,則a·b=|a|·|b|;(4)a≠0,b≠0,則a·b≠0;(5)a·b=0,則a·b中至少有一個(gè)為0;(6)若a,b均是單位向量,則a2=b2.以上成立的是( ).
A.(1)(2)(5)(6) B.(3)(6)
C.(2)(3)(4) D.(3)(6)
解析 因?yàn)閍·0?。?,所以(1)錯(cuò);因?yàn)?·a=0,所以
2、(2)錯(cuò);當(dāng)a,b同向共線時(shí),cos〈a,b〉=1,此時(shí)a·b=|a|·|b|,所以(3)對(duì);若a⊥b,盡管a≠0,b≠0,仍有a·b=0,所以(4)錯(cuò);當(dāng)a≠0,b≠0,且a⊥b時(shí),a·b=0,所以(5)錯(cuò);因?yàn)閍,b均是單位向量,所以a2?。絙2,即(6)正確.故選D.
答案 D
2.已知向量a=(1,),b=(+1,-1),則a與b的夾角為( ).
A. B. C. D.
解析 cos θ===,又θ∈[0,π],
∴θ=.
答案 A
3.設(shè)a,b是共線的單位向量,則|a+b|的值是(
3、 ).
A.等于2 B.等于0 C.大于2 D.等于0或等于2
解析 |a+b|==
=,∵a與b共線,∴cos θ=1或cos θ=-1.
∴|a+b|=0或2.
答案 D
4.已知線段AB的中點(diǎn)為C,則-=( ).
A.3 B. C. D.3
解析 ∵=2=-2,∴-=-3=3.
答案 A
5.已知△ABC中,=a,=b,a·b<0,S△ABC=,|a|=3,|b|=5,則a與b的夾角為( ).
A.30° B.-150°
C.150° D.30°
4、或150°
解析 ·<0,∴∠ACB>90°,故答案應(yīng)為C.
答案 C
6.下列向量組中,能作為表示它們所在平面內(nèi)所有向量的基底的是( ).
A.e1=(0,0),e2=(1,-2)
B.e1=(-1,2),e2=(5,7)
C.e1=(3,5),e2=(6,10)
D.e1=(2,-3),e2=
解析 根據(jù)基底概念,e1與e2不共線,對(duì)于B,∵-1×7-2×5≠0,故可作平面內(nèi)的一組基底.
答案 B
7.已知非零向量a,b,若a+2b與a-2b互相垂直,則等于( ).
A. B.4 C.
5、 D.2
解析 由(a+2b)·(a-2b)=0,有a2-2ab+2ab-4b2=0,∴a2=4b2,∴|a|=2|b|,∴=2.故選D.
答案 D
8.點(diǎn)O是△ABC所在平面內(nèi)的一點(diǎn),滿足·=·=·,則點(diǎn)O是△ABC的( ).
A.三條內(nèi)角的角平分線的交點(diǎn)
B.三條邊的垂直平分線的交點(diǎn)
C.三條中線的交點(diǎn)
D.三條高的交點(diǎn)
解析 ·=·?(-)·=0?·=0?⊥.
同理可得⊥,⊥.
因此點(diǎn)O是△ABC的垂心.故選D.
答案 D
9.點(diǎn)P在平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度向量v=(4,-3)(即點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向與v相同,且每秒移動(dòng)的距離為|v|個(gè)單位).設(shè)開(kāi)始時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)
6、為(-10,10),則5秒后點(diǎn)P的坐標(biāo)為( ).
A.(-2,4) B.(-30,25) C.(10,-5) D.(5,-10)
解析 由已知,設(shè)平移后M(x,y),有=5v,∴(x,y)=(-10,10)+5(4,-3)=(10,-5).
答案 C
10.在△ABC中,M是BC的中點(diǎn),AM=1,點(diǎn)P在AM上且滿足=2,則·(+)等于( ).
A.- B.- C. D.
解析 由=2,AM=1知,PM=,PA=,+=2,所以·(+)=2·=2||||cos
7、180°=2×××(-1)=-.故選A.
答案 A
二、填空題(本大題共4小題,每小題4分,共16分,把答案填在題中橫線上)
11.已知向量a與b的夾角為120°,|a|=1,|b|=3,則|5a-b|=________.
解析 |5a-b|2=(5a-b)2=25a2+b2-10a·b
=25×12+32-10×1×3×=49,
∴|5a-b|=7.
答案 7
12.已知點(diǎn)A(2,3),C(0,1),且=-2,則點(diǎn)B的坐標(biāo)為_(kāi)_______.
解析 設(shè)點(diǎn)B的坐標(biāo)為(x,y),則=(x-2,y-3).
=(-x,1-y),又=-2,
∴(x-2,y-3)=-2(-x,1-
8、y)=(2x,2y-2).
∴x=-2,y=-1.
答案 (-2,-1)
13.與a=(12,5)平行的單位向量是________.
解析 由題意設(shè)b=λa=(12λ,5λ),且|b|=1.
則(12λ)2+(5λ)2=1,解得λ=±
∴b=或b=
答案 或
14.已知向量a=(6,2),b=(-4,),直線l過(guò)點(diǎn)A(3,-1)且與向量a+2b垂直,則直線l的方程為_(kāi)_______.
解析 a+2b=(6,2)+2=(-2,3).
設(shè)P(x,y)為所求直線上任意一點(diǎn),則
=(x-3,y+1).
∵·(a+2b)=0,
∴-2(x-3)+3(y+1)=0,
整理得2x
9、-3y-9=0.
∴2x-3y-9=0即為所求直線方程.
答案 2x-3y-9=0
三、解答題(本大題共5小題,共54分.解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟)
15.(10分)如圖,O是△ABC內(nèi)一點(diǎn),PQ∥BC,
且=t,=a,=b,=c,
試用a,b,c表示與.
解 因?yàn)椋絫,所以=t,得到BP=(1-t)AB,
=+=b+(1-t)=b+(1-t)(a -b)=(1-t)a+tb.
同理可得,=(1-t)a+tc.
16.(10分)已知點(diǎn)A(0,1)和點(diǎn)B(-3,4),O為坐標(biāo)原點(diǎn),若點(diǎn)C在∠AOB的平分線上,且||=2,求向量的坐標(biāo).
解 設(shè)a==(0
10、,1),b==,則|a| =|b|=1.即a與b分別是與,共線的單位向量.因?yàn)辄c(diǎn)C在∠AOB的平分線上,所以與a+b共線.設(shè)=λ(a+b)(λ>0),則=λ(-,).
∵||=2,∴λ2=4,得λ=.
故=.
17.(10分)已知a=( ,-1),b=,且存在實(shí)數(shù)k和t,使得x=a+(t2-3)b,y=-ka+tb,且x⊥y,試求的最小值.
解 ∵a=(,-1),b=,
∴|a|= =2,
|b|= =1.
∴a·b= ×+(-1)×=0,故有a⊥b.
由x⊥y,得[a+(t2-3)b]·(-ka+tb)=0,
即-ka2+(t3-3t)b2+(t-kt2+3k)a·b=0.
11、
∴-k|a|2+(t3-3t)|b|2=0.
將|a|=2,|b|=1代入上式,得-4k+t3-3t=0.
∴k=,
∴=(t2+4t-3)=(t+2)2-.
故當(dāng)t=-2時(shí),有最小值-.
18.(12分)已知向量a=(sin x,cos x),b=(cos x,cos x),且b≠0,定義函數(shù)f(x)=2a·b-1.
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)增區(qū)間;
(2)若a∥b,求tan x的值;
(3)若a⊥b,求x的最小正值.
解 (1)f(x)=2a·b-1
=2(sin xcos x+cos2x)-1
=sin 2x+cos 2x
=2sin.
由2kπ-≤2x+
12、≤2kπ+(k∈Z),
得kπ-≤x≤kπ+.
∴單調(diào)增區(qū)間為,k∈Z.
(2)由a∥b,得sin xcos x-cos2x=0,
∵b≠0,
∴cos x≠0.
∴tan x-=0,
∴tan x=.
(3)由a⊥b得sin xcos x+cos2x=0,
∵b≠0,
∴cos x≠0
∴tan x=-
故x的最小正值為:x=.
19.(12分)(xx·溫州高一檢測(cè))平面內(nèi)有四邊形ABCD,=2,且AB=CD=DA=2,=a,=b,M是CD的中點(diǎn).
(1)試用a,b表示;
(2)AB上有點(diǎn)P,PC和BM的交點(diǎn)為Q,PQ∶QC=1∶2,求AP∶PB和BQ∶QM.
解 (1)=(+)
=(++2)=a+b.
(2)設(shè)=t,則
=+=+(+)
=+=t+·2
=(a+tb).
設(shè)=λ=a+b,
由于,不共線,則有,解方程組
得λ=,t=.
故AP∶PB=2∶1,BQ∶QM=4∶5.